近日據外媒報道，奧地利研究人員發布了一款免費的自動化設計軟件，據悉它可以3D打印顱骨植入物，這無疑是醫療史上的一大進步。

顱骨缺損通常指的是頭部外傷(shang) ，一般是顱骨畸形矯正或腦瘤切除術相關(guan) 的外科手術所致，在此期間，外科醫生需要切除一部分顱骨才能進入大腦。為(wei) 了修複這種損害，通常會(hui) 使用鈦或生物相容性聚合物來製造合成替代物，這是因為(wei) 原始的骨骼結構過於(yu) 受損或受汙染而無法重複使用。

當前顱骨成形術的生產(chan) 過程主要依賴於(yu) 高質量的植入物設計和專(zhuan) 業(ye) 公司製造的顱骨植入物，既昂貴又耗時，執行該過程所需的高級專(zhuan) 業(ye) 知識，加上對其進行優(you) 化所需的商業(ye) 軟件，將使成本更高。另外如果想完成植入的手術，患者至少需要進行兩(liang) 項手術：顱骨切開術和顱骨成形術，這使他們(men) 遭受更多痛苦。

目前奧地利研究人員已經把該程序集成到TU Graz的Studierfenster基於(yu) 雲(yun) 的平台中，可實現使用深度學習(xi) 算法自動恢複頭骨的缺失部分，通過從(cong) 已完成的頭骨中減去有缺陷的頭骨，生成針對患者特定植入物的STL文件。此過程允許在現場進行3D打印植入物，大大減短了醫療植入物的交付周期，此外還減輕了患者的痛苦和不適感。

盡管3D生物打印技術的進步加速了醫療植入設備的製造，但仍然還沒有找到更快速、低成本的替代產(chan) 品。例如，一名西班牙患者在等待使用植入物，但想實現它必須使用多種軟件進行設計並在英國製造，然後才能進行手術。

而目前降低生產(chan) 過程中的成本和交貨時間的其中一種方法是開發用於(yu) 顱骨植入物設計的臨(lin) 時免費CAD軟件，不過這需要設計和操作的高水平專(zhuan) 業(ye) 知識，因此低成本的全自動現場設計和製造軟件是才是解決(jue) 根本問題的理想方案。

設計自動化仍然是一個(ge) 挑戰，3D打印的植入物需要精確地適合頭骨的缺損區域，並對大腦進行保護。如果不能完美地重建植入物的邊界、厚度和形狀一致性，則該部件可能會(hui) 使患者容易受到輕傷(shang) 。

就在研究人員焦頭爛額之際，兩(liang) 名格拉茨大學的學生啟動了Studierfenster網站。一個(ge) 基於(yu) 雲(yun) 的開放科學平台，可用於(yu) 醫學圖像處理。自最初發布以來，該平台已添加了許多功能，例如從(cong) 2D圖像重建3D麵部、修複和修複主動脈夾層、自動主動脈界標檢測和自動顱骨植入物設計。這些交互式功能背後的大多數算法都在服務器上運行，並且可以使用通用的瀏覽器界麵輕鬆訪問它們(men) ，從(cong) 而使該平台可以在計算能力較低的小型設備上使用。

從(cong) 其早期開發階段開始，Studierfenster的自動顱骨植入物設計係統就已納入該軟件，並從(cong) 那時起經過迭代優(you) 化。該程序通過在開顱手術前後將患者的CT掃描上傳(chuan) 到軟件中來工作，該軟件通過計算兩(liang) 個(ge) 頭骨之間的差異來生成植入物。這將產(chan) 生一個(ge) 表麵模型，在醫院現場自動進行3D打印，從(cong) 而消除了額外的交貨時間和外部製造成本。另外，這款程序還具有從(cong) 重建的顱骨體(ti) 積中減去有缺陷的顱骨的能力，使得該過程能夠自動進行。

他們(men) 的用於(yu) 自動顱骨植入物設計的在線係統可以大大改善當前顱骨成形術的臨(lin) 床常規，不過平台也有缺點，它的有效性在某種程度上仍然取決(jue) 於(yu) 硬件和互聯網，而將顱骨體(ti) 積轉換為(wei) 網格的速度可能很慢。盡管如此，研究人員仍然相信它有可能在未來的臨(lin) 床環境中使用。